AI 破解竹節蟲移動密碼,六足機器人斷腳也能穿梭災區
2026/09/08
研究團隊以 AI 解析竹節蟲的步態規律,讓六足機器人即使失去一隻腳仍能在崎嶇地形中行進。容錯能力是災難搜救的關鍵。
研究團隊以 AI 解析竹節蟲的步態規律,讓六足機器人即使失去一隻腳仍能在崎嶇地形中順利行進。這種容錯能力,正是災難搜救應用最需要的特性。
多足機器人的控制難題,在於自由度過高。六足機器人的每隻腳有多個關節,整體的控制參數數量龐大;而步態的協調——哪幾隻腳同時著地、抬腳的時序如何安排、重心如何轉移——必須在每一個瞬間同步計算。傳統的做法是預先設計固定的步態模式,但這在不規則地形上表現有限。
昆蟲提供了現成的解答。竹節蟲等六足生物在演化過程中發展出高度穩健的移動策略,能在樹枝、落葉與碎石等複雜表面上快速移動,且在受傷失去部分肢體時仍能繼續行走。這種能力並非來自複雜的中央運算,而是分散在各肢體的局部協調機制。
AI 的角色在於把這種生物策略轉譯為可實作的控制律。透過分析大量的昆蟲運動資料,模型能萃取出步態背後的規律——各腳之間的相位關係、遇到障礙時的調整模式、以及失去支撐點後的重新配置邏輯。這些規律再轉換為機器人的控制策略。
容錯能力在災難場景中格外關鍵。搜救環境充滿尖銳碎片、不穩定的堆疊物與狹小空間,機器人受損的機率相當高;若一次故障就導致任務中止,實用價值將大打折扣。能在受損後自行調整並繼續前進,才符合實際的作業需求。
後續觀察重點在於實地測試的表現。實驗室的受控地形與真實廢墟之間差異相當大——粉塵、震動、不可預測的結構崩塌,都是額外的挑戰。此外,續航時間與通訊能力也是實用化的限制因素,而這些往往比運動控制更難解決。